继承
继承是C++面向对象的三大特性之一(封装、继承和多态)。
一、构造和析构顺序
先执行父类构造函数,再执行子类构造函数;
先执行子类析构函数,在执行父类析构函数。
二、同名隐藏
2.1 概念
子类中的同名属性和成员函数,会隐藏掉父类中的同名属性和成员函数,如果父类中的同名成员函数有重载,也会被隐藏。注意,同名隐藏是针对子类来说的,子类想要访问父类中的同名属性或者成员函数需要加父类的作用域。
2.2 代码示例
#include <iostream> using namespace std; class Base{ public: Base() { std::cout << "Base Construct call." << std::endl; } ~Base() { std::cout << "Base Distroy call." << std::endl; } // 普通成员函数及其重载 void func(){ std::cout << "Base func() call." << std::endl; } void func(int a) { std::cout << "Base func(int a) call." << std::endl; } // 静态成员函数 static void func_s() { std::cout << "Base ---> static func_s() call." << std::endl; } public: int m_A = 100; // 普通成员属性 static int m_B; // 静态成员属性,需要在类外初始化 }; int Base::m_B = 10000; // 类外初始化 class Son : public Base{ public: Son() { std::cout << "Son Construct call." << std::endl; } ~Son() { std::cout << "Son Distroy call." << std::endl; } void func() { std::cout << "Son func() call." << std::endl; } static void func_s() { std::cout << "Son ---> static func_s() call." << std::endl; } public: int m_A = 200; static int m_B; }; int Son::m_B = 20000; int main(int argc, char* argv[]) { std::cout << "================== 构造函数调用 ===================" << std::endl; Son s1; std::cout << "================== 同名隐藏 ===================" << std::endl; std::cout << "s1.m_A: " << s1.m_A << std::endl; // 隐藏了父类同名的m_A属性 std::cout << "s1::Base::m_A: " << s1.Base::m_A << std::endl; s1.func(); // 隐藏了父类Base的所有同名及重载的func函数 s1.Base::func(); // 可以加父类的作用域进行访问 // s1.func(2); s1.Base::func(2); // 可以加父类的作用域进行访问 // 类的静态属性和静态成员函数有两种访问方式 std::cout << "============== 通过实例化对象访问静态属性及成员函数 ================" << std::endl; // 1. 使用 std::cout << "s1.m_B: " << s1.m_B << std::endl; std::cout << "s1::Base::m_B: " << s1.Base::m_B << std::endl; s1.func_s(); s1.Base::func_s(); std::cout << "================== 通过类访问静态属性及成员函数 ===================" << std::endl; std::cout << "Son::m_B " << Son::m_B << std::endl; // std::cout << "Base::m_B " << Base::m_B << std::endl; // Base类本身就能访问本类的静态属性 std::cout << "Son::Base::m_B " << Son::Base::m_B << std::endl; // 通过子类加父类作用域访问父类的静态属性 Son::func_s(); Son::Base::func_s(); std::cout << "================== 析构函数调用 ===================" << std::endl; return 0; }
运行结果:
三、多继承
C++允许一个类继承多个类。在多个父类有同名的属性时,容易出现二义性。
语法:
class 子类名: 继承方式 父类1, 继承方式 父类2{};
代码示例:
#include <iostream> using namespace std; class Base1{ public: int m_A = 100; }; class Base2{ public: int m_A = 1000; int m_B = 200; }; class Son: public Base1, public Base2{ public: int m_C = 300; }; int main(int argc, char* argv[]) { Son s; // std::cout << "s.m_A " << s.m_A << std::endl; // 错误 // 当多个父类中出现同名的属性时,需要加作用域区分,否则编译器不能确定从哪个父类继承该属性 std::cout << "s.Base1::m_A " << s.Base1::m_A << std::endl; std::cout << "s.Base2::m_A " << s.Base2::m_A << std::endl; return 0; }
四、菱形继承存在的问题及解决方法
4.1 什么是菱形继承?
两个子类继承同一个基类,然后,某个类又同时继承这两个子类,这种继承被称为菱形继承。菱形继承举例:
菱形继承的问题:
马继承了动物的年龄属性,驴也继承了年龄属性,当骡子用使用年龄属性时,会产生二义性。造成这种问题的原因在于,骡子继承了两份年龄属性,实际上只需要一份就可以了。
代码示例:
// 动物类 class Animal{ public: int m_age; }; // 马 class Horse : public Animal{}; // 驴 class Donkey : public Animal{}; // 骡子 class Mule:public Horse, public Donkey{}; int main(int argc, char* argv[]) { Mule m; m.Horse::m_age = 10; m.Donkey::m_age = 20; // 菱形继承时,Mule的两个父类拥有相同的属性,需要加作用域区分 // 缺点:内存中有两份,资源浪费 std::cout << "m.Horse::m_age = " << m.Horse::m_age << std::endl; std::cout << "m.Donkey::m_age= " << m.Donkey::m_age << std::endl; std::cout << "Mule size = " << sizeof(m) << std::endl; return 0; }
运行结果:
分析:因为骡子本身没有属性,分别从马和驴继承了一个int型的年龄属性,所以 size = 8。
4.2 虚继承可以解决菱形继承问题
#include <iostream> using namespace std; // 动物类 class Animal{ public: int m_age; }; // 马 // 继承之前加上virtual关键字,变为虚继承,Animal称为虚基类 class Horse : virtual public Animal{}; // 驴 class Donkey : virtual public Animal{}; // 骡子 class Mule:public Horse, public Donkey{}; int main(int argc, char* argv[]) { Mule m; m.Horse::m_age = 10; // 先修改马的年龄为10 m.Donkey::m_age = 20; // 再修改驴的年龄为20 std::cout << "m.Horse::m_age = " << m.Horse::m_age << std::endl; // 输出 20 std::cout << "m.Donkey::m_age = " << m.Donkey::m_age << std::endl; std::cout << "m.Donkey::m_age = " << m.m_age << std::endl; return 0; }
运行结果分析:
在使用虚继承后,m.Horse::m_age = 20,说明此时的他们的年龄属性,共用的是同一块内存空间,也就解决了菱形继承空间浪费的问题。